package com.zues.thread.create.pool;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 测试线程池
 *
 * @author zues
 * @date 3/18/2025 10:49 下午
 */
@Slf4j(topic = "c.TestPool1")
public class TestPool1 {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPool threadPool = new ThreadPool(1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 1, (queue, task) -> {
            // 1. 死等
//            queue.put(task);
            //2. 带超时等待
//            queue.offer(task,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
            //3. 让调用者放弃任务执行
//            log.debug("放弃执行 {}",task);
            //4. 让调用者抛出异常 抛异常会让后续的任务无法执行
//            throw new RuntimeException("任务执行失败 " + task);
            //5. 让调用者自己执行任务 主线程执行了一个任务
            task.run();
        });
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int j = i;
            threadPool.execute(() -> {
//                ThreadUtil.sleep(1);
                log.debug("{}", j);
            });
        }
    }

}

/**
 * 拒绝策略
 *
 * @param <T>
 */
@FunctionalInterface
interface RejectPolicy<T> {
    /**
     * 拒绝策略
     *
     * @param queue 阻塞队列
     * @param task  任务
     */
    void reject(BlockingQueue<T> queue, T task);
}

/**
 * 自定义线程池
 */
@Slf4j(topic = "c.ThreadPool")
class ThreadPool {
    // 任务队列
    private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;

    // 线程集合
    private HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();


    //核心线程数
    private int coreSize;

    //超时时间
    private long timeout;

    //时间单位
    private TimeUnit timeUnit;

    //拒绝策略
    private RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy;

    public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapacity, RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy) {
        this.coreSize = coreSize;
        this.timeout = timeout;
        this.timeUnit = timeUnit;
        this.taskQueue = new BlockingQueue<>(queueCapacity);
        this.rejectPolicy = rejectPolicy;
    }

    /**
     * 执行任务
     *
     * @param task 任务
     */
    public void execute(Runnable task) {
        //当任务数没有超过核心线程数时，直接交给worker对象执行
        synchronized (workers) {
            if (workers.size() < coreSize) {
                Worker worker = new Worker(task);
                log.debug("新增worker: {},{}", worker, task);
                workers.add(worker);
                worker.start();
            } else {

                //当任务数超过核心线程数时，加入任务队列
//                taskQueue.put(task);
                //使用拒绝策略，让调用者自己决定如何处理任务
                taskQueue.tryPut(rejectPolicy, task);
            }
        }

    }


    class Worker extends Thread {

        private Runnable task;

        public Worker(Runnable task) {
            this.task = task;
        }

        @Override
        public void run() {
            //执行任务
            // 1) 当task不为空，执行任务
            // 2) 当task执行完毕，再接着从任务队列获取任务并执行

            //永久等待
//            while (task != null || (task = taskQueue.take()) != null) {
            //超时等待
            while (task != null || (task = taskQueue.poll(timeout, timeUnit)) != null) {
                try {
                    log.debug("正在执行...{}", task);
                    task.run();

                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    task = null;
                }
            }
            synchronized (workers) {
                log.debug("worker被移除: {}", this);
                workers.remove(this);
            }

            // 3) 当task执行完毕，任务队列也没有任务了，此时需要结束线程


        }
    }
}


/**
 * 线程池阻塞队列
 *
 * @param <T>
 */
@Slf4j(topic = "c.BlockQueue")
class BlockingQueue<T> {

    // 1. 任务队列
    private Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();


    // 2. 锁
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    //3. 生产者条件变量 线程池满时无法添加任务，等待
    private Condition fullWaitSet = lock.newCondition();

    //4.消费者条件变量 线程池空时无法获取任务，等待
    private Condition emptyWaitSet = lock.newCondition();

    //5. 容量
    private int capacity;

    public BlockingQueue(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

    /**
     * 带超时的阻塞获取
     */
    public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {
        lock.lock();
        try {
            //将 timeout 统一转换为 纳秒
            long nanos = unit.toNanos(timeout);
            // 当队列为空时，当前线程进入等待状态
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    // 当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程唤醒
                    // 返回的剩余时间
                    if (nanos <= 0) {
                        return null;
                    }
                    nanos = emptyWaitSet.awaitNanos(nanos);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // 打印异常堆栈信息
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 从队列头部移除并返回元素
            T t = queue.removeFirst();
            // 唤醒一个等待在条件变量上的线程，表示队列有空间了
            fullWaitSet.signal();
            return t;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    /**
     * 阻塞获取
     * 从队列中阻塞获取一个元素。
     * 如果队列为空，当前线程将被阻塞，直到队列中有元素可供获取。
     *
     * @return 队列头部的元素
     */
    public T take() {
        lock.lock();
        try {
            // 当队列为空时，当前线程进入等待状态
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    // 当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程唤醒
                    emptyWaitSet.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    // 打印异常堆栈信息
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 从队列头部移除并返回元素
            T t = queue.removeFirst();
            // 唤醒一个等待在条件变量上的线程，表示队列有空间了
            fullWaitSet.signal();
            return t;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    //阻塞添加
    public void put(T task) {
        lock.lock();
        try {
            //当队列满时，当前线程进入等待状态
            while (queue.size() == capacity) {
                try {
                    log.debug("等待加入任务队列: {}", task);
                    //当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程唤醒
                    fullWaitSet.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug("加入任务队列: {}", task);
            queue.addLast(task);
            //唤醒一个等待在条件变量上的线程，表示队列有元素了
            emptyWaitSet.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 超时添加
     *
     * @param task    任务对象
     * @param timeout 超时时间
     * @param unit    时间单位
     * @return
     */
    public boolean offer(T task, long timeout, TimeUnit unit) {
        lock.lock();
        try {
            //将 timeout 统一转换为 纳秒
            long nanos = unit.toNanos(timeout);
            //当队列满时，当前线程进入等待状态
            while (queue.size() == capacity) {
                try {
                    log.debug("等待加入任务队列: {}", task);
                    if (nanos <= 0) {
                        return false;
                    }
                    //当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程唤醒
                    nanos = fullWaitSet.awaitNanos(nanos);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug("加入任务队列: {}", task);
            queue.addLast(task);
            //唤醒一个等待在条件变量上的线程，表示队列有元素了
            emptyWaitSet.signal();
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //获取队列大小
    public int size() {
        lock.lock();
        try {
            return queue.size();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 尝试添加
     *
     * @param rejectPolicy
     * @param task
     */
    public void tryPut(RejectPolicy<T> rejectPolicy, T task) {
        lock.lock();
        try {
            //判断当前队列是否已满
            if (queue.size() == capacity) {
                rejectPolicy.reject(this, task);
            } else {
                //队列有空闲
                log.debug("加入任务队列: {}", task);
                queue.addLast(task);
                emptyWaitSet.signal();
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}
